板橋水庫閘門集中控制的安全監控

□李新鋒 □周 園 □陳華威（板橋水庫管理局）

1.水庫簡介

板橋水庫位于淮河支流汝河上游，在河南省駐馬店市西40km的泌陽縣板橋鎮境內。水庫始建于1951年，1956年進行了加固擴建，1975年8月水庫垮壩失事，1978年板橋水庫復建工程開工，1981年復建工程緩建停工。1986年板橋水庫復建工程再次開工，1992年主體工程完工，1993年6月5日通過國家竣工驗收。復建后的板橋水庫按百年一遇洪水設計，可能最大洪校核，水庫控制流域面積768km2，多年平均徑流量2.8億m3，總庫容6.75億m3是一座以防洪為主，兼有灌溉、城市供水、發電、水產、生態旅游于一體的綜合水利樞紐工程。

2.溢流壩閘門存在問題

板橋水庫溢流壩閘門設8個表孔，每孔14m×14m，一個底孔，孔口尺寸6m×6m；改建輸水洞，增設了城市供水取水口；最大泄量1.5萬m3/s。閘門控制群采用現場機械旋鈕控制的方式完成，每孔閘門安裝一臺控制柜，通過人工控制操作控制柜上的旋鈕進行閘門的操作，工作人員在進行閘門操作的時候，需要4位工作人員同時在現場，分別負責控制柜操作和對應閘門開啟高度的觀察（靈敏度不高，誤差大的編碼顯示器），且閘門與中控室相距較遠，往返操作需花費一定的時間和人力。同時設備老化安全系數降低，甚至零部件市場斷銷，影響閘門安全度汛效果。達不到實時性、準確性、可靠性、科學性，更滿足不了現代化水庫的閘門群集中控制自動化管理。

3.板橋水庫溢流壩閘門改造主要手段

2010年，經過積極向上級爭取資金，通過公開招標，最終由徐州機械電子有限公司對溢流壩閘門進行改造，為解決以上問題，徐州機械電子有限公司在板橋水庫的閘門群集控項目中采用兩個系統結合的方法，在對閘門操作過程中，無論是閘門的開度、荷重、各預置值等參數，還是現場實際情況電視監視畫面，均可一目了然，無論什么環節出現問題均可立即發現并采取適當措施，從而保障了閘門的安全可靠運行，體現出閘門群控制管理的實時性、穩定性、科學性、先進性等優點。

3.1 視頻輸入部分

視頻輸入部分主要包括攝像機、視頻傳輸及視頻采集卡。固定監控中，一般選用定焦攝像機，安裝位置要根據現場及監控對象的成像要求。在板橋水庫閘門群集控項目中，采用每孔閘門安裝一個攝像頭。

視頻傳輸：徐州機械電子有限公司則根據水庫溢流壩實際采用光纖傳輸方式，這種方式傳輸無失真、可防雷，在光纖及視頻光端機價格越來越低的大環境下，具有非常強的實用意義。

本工程中視頻采集卡采用了海康威視的DS-4008HC硬解壓卡，將模擬信號的視頻信息輸入到計算機監控軟件中。

3.2 傳感器輸入部分

該工程選用了研華的PCL-810及PCL-733等IO板卡，因為輸入量和現場測量數據要求有關，既有模擬量的輸入，也有數字量的輸入。同時，模擬量的輸入也有可能為4-20mA電流信號，也有可能是5V或mV級電壓信號，因此工控機需要根據信號的類型采用不同的輸入板卡。

3.3 工控機處理部分

工控機處理部分除工控機具備的硬件外，主要是軟件處理，相關過程將在下面一節中敘述。

3.4 數字化測控部分

本工程中軟件顯示數字化信號是通過控件實現的。控件內置了Flash動畫技術，以能平穩顯示閘門的移動過程，另外對各個測控的數字量，均提供了標簽以顯示相應的測控值。

3.5 視頻監視部分

本工程中選用了海康威視的DS-4008HC硬卡作為視頻處理部分，廠家提供了完備的SDK開發包，可支持完備的定制應用。

4.結論

改造后的板橋水庫溢流壩閘門集中控制系統，經過兩年的實際操作運行，閘門集中控制的實時性、穩定性、科學性、先進性等優點，提高了閘門的安全可靠性，增強了安全度汛的能力；同時，投資少，操作方便，故障檢修容易，非常適合大型水庫提高防洪減災能力。